CN109600086B - 混合动力汽车的振荡抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的振荡抑制方法，包括：获取多个采样点的电机转速的加速度变化量以及多个采样点的扭矩；根据所述加速度变化量获取当前加速度差值；将多个采样点的扭矩的平均值作为电机扭矩；根据所述电机扭矩以及预设的加速度差值与电机扭矩的关系，获取比对加速度差值；根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩。本发明提供的混合动力汽车的振荡抑制方法，通过获取电机转速的加速度变化情况与当前扭矩理论加速度变化情况进行比较，得到因为负载变化造成的加速度变化，通过此加速度的突变反映负载的突变，并以此加速度的变化差值获得调节扭矩，以对振荡起到抑制的作用。

Description

混合动力汽车的振荡抑制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车的振荡抑制，尤其涉及一种混合动力汽车的振荡抑制方法。
背景技术
由于日益严重的环境问题，世界范围内对新能源的探索力度大幅增加。混合动力作为新能源汽车的一个重要分支，由于其油电混合的工作模式更切合现有人群的生活需求，从而在普及率上连创新高，同时对于其在不同环境下的适应性也随着有了更高的需求。
电机系统相对于传统的燃油机控制系统的更快更准确，在驱动扭矩的控制上能达到最大3Nm甚至更高的控制精度，且非常的灵敏迅捷。所以当电机由于突发状况发生负载突变时，将产生大幅度的转速振荡，此时由于电机的转动惯量小的特性，振荡的衰减幅度小，周期多，且周期频率很大，最终造成整车的抖动感明显。
为了避免上述问题的发生，所有的动力部件均需要针对这种应突发扭矩变化产生的转速振荡采取振荡抑制(以下简称为anti_jerk)措施来保证整车的驾驶性良好。然而现有技术的anti_jerk的方法是从模型框架搭建出发，识别扭矩输入的变化，通过模型的计算得到相应的调节扭矩，并以整车的固有频率来周期性输出调节扭矩从而达到增加阻尼迅速消减振荡的作用。但是由于现有测量技术和设备的限制，当前项目并不能得到一个精确的负载输入，同时由于车辆涉及部件太多，并不能保证所有零部件的一致性均能满足要求，从当前的试验结果来看不同车的固有频率均有一定的差别导致现有的anti_jerk并不能简单的在混动车上实施。为此需要一个能够有效识别振荡并进行相应抑制的anti_jerk方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力汽车的振荡抑制方法，以解决现有技术中的问题，实现对电机振荡的抑制。
本发明提供了一种混合动力汽车的振荡抑制方法，其中，包括：
获取多个采样点的电机转速的加速度变化量以及多个采样点的扭矩；
根据所述加速度变化量获取当前加速度差值；
将多个采样点的扭矩的平均值作为电机扭矩；
根据所述电机扭矩以及预设的加速度差值与电机扭矩的关系，获取比对加速度差值；
根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩。
优选地，根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩包括：
如果所述当前加速度差值与比对加速度差值的差大于等于预设的正阈值或小于等于预设的负阈值，则将预设的标定参数与所述当前加速度差值与比对加速度差值的差的积作为所述调节扭矩。
优选地，所述方法还包括：对所述调节扭矩进行滤波、修正作用时长以及调整扭矩梯度变化。
优选地，调整扭矩梯度变化包括：将调节扭矩梯度降低到500Nm/s，并以500Nm/s的差值逐步加大调节扭矩梯度，在60ms后达到3000Nm/s的实际扭矩梯度。
优选地，所述方法还包括：将所述调节扭矩输入给电机，并持续0.1s以上。
本发明提供的混合动力汽车的振荡抑制方法，通过获取电机转速的加速度变化情况与当前扭矩理论加速度变化情况进行比较，得到因为负载变化造成的加速度变化，通过此加速度的突变反映负载的突变，并以此加速度的变化差值获得调节扭矩，以对振荡起到抑制的作用。
附图说明
图1为电机控制器矢量控制原理图；
图2为本发明实施例提供的混合动力汽车的振荡抑制方法流程图；
图3为本发明优选实施例提供的混合动力汽车的振荡抑制方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种混合动力汽车的振荡抑制方法，该方法主要用于整车换挡、离合器接合或者遭遇路面突变时由于负载突变造成的电机振荡。为了识别振荡，需要从被控对象的特性出发。电机采用的矢量控制方法，其控制基本框图如图1所示。首先驱动电机控制器将接受到的扭矩根据电机的外特性曲线得到电机实际能发出的扭矩值，在当前转速下查表得到id*、iq*值，通过PI转换成ud、uq，经过反旋转变换得到uɑ、uβ，再将uɑ、uβ换算成uA、uB、uC，控制IGBT的开关状态，输出三相正弦波电流，形成旋转磁场。
从矢量控制原理可以看到电机的控制方式是从扭矩指令出发，通过各种转换得到对应的电流，并通过此电流输出相应的电机扭矩的过程。所以电机扭矩是控制的关键点也是直接物理输出。生成扭矩以后和电机负载作用并最终体现在电机上是电机转速的变化情况。由于前述原因可知当前负载不够精确，但是其直接作用主体电机转速是电机控制的关键物理量且有足够的精度，因而选用转速和电机扭矩的变化情况即可间接体现负载的变化，即对振荡的识别。
电机扭矩是动力来源也是关键控制量，而电机转速是振荡的直接表现主体，转速的波动直接反映了振荡的情况。因而从电流生成电机扭矩，电机扭矩与负载作用从而影响电机转速，而电机转速的波动直接反馈了振荡的生成与大小；通过对转速的波动情况的识别来表征振荡的产生，反作用与扭矩指令的调整，生成响应的调节扭矩并最终转化为电流的变化。
如图2和3所示，本发明实施例提供了一种混合动力汽车的振荡抑制方法，主要在于振荡的识别以及调节扭矩的作用。对于振荡识别部分，由上文可知振荡和电机转速以及电机扭矩的变化关系密切。所以需要考虑到转速和扭矩的综合变化。该方法包括：
S1，获取多个采样点的电机转速的加速度变化量以及多个采样点的扭矩。
本实施例中，优选地，可以利用三个采样点，通过当前转速、上一循环转速、上上循环转速来得到加速度，并获取当前转矩、上一循环转矩、上上循环转矩。
S2，根据所述加速度变化量获取当前加速度差值。
S3，将多个采样点的扭矩的平均值作为电机扭矩。
S4，根据所述电机扭矩以及预设的加速度差值与电机扭矩的关系，获取比对加速度差值。
S5，根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩。
首先扭矩将产生动力即电机转速加速度，因此，扭矩的变化必然导致加速度的变化。通过转速计算出现有电机转速的加速度变化情况与当前扭矩理论加速度变化情况进行比较，可以初步得到因为负载变化造成的加速度变化。因此通过此加速度的突变反映负载的突变，并以此加速度作用关键控制量，即可得到抑制振荡的识别与作用方式。
优选地，根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩包括：如果所述当前加速度差值与比对加速度差值的差大于等于预设的正阈值或小于等于预设的负阈值，则将预设的标定参数与所述当前加速度差值与比对加速度差值的差的积作为所述调节扭矩。
参照图3，利用连续三个数据采样点来计算加速度的变化量。先通过相邻两点的转速差表征加速度，然后将两个转速差比较得到加速度的差值。然后利用三个采样点扭矩的平均值表征这段时间的电机扭矩，通过查表得到该电机扭矩对应的加速度差值(注：该表通过空载扭矩试验，以1个Nm的差值逐点测试而得)。通过两个加速度差的差值间接表征负载的变化情况，如果该差值大于等于正阈值Tmax或者小于等于负阈值Tmin，则将该量乘以一个系数k得到当前工况下的调节扭矩。其中Tmax，Tmin，k属于可标定参数，通过整车测试进行标定，通过对振荡抑制情况的综合评价选取最优值。
在振荡抑制作用时，由于调节扭矩的存在，实际扭矩将大幅偏离扭矩指令，这就触发功能安全上关于非预期扭矩的故障，同时也不利于HVCU对电机功能上的测试。所以整车控制方面要求此时的电机控制系统反馈的扭矩是在实际扭矩的基础上剔除振荡抑制影响后的扭矩。也就是说此时反馈的扭矩与实际扭矩之间将有偏差，且偏差的大小和调节扭矩的大小直接相关。然而在实际运行时发现，如果振荡识别的阈值不合适时，将造成频繁进出振荡抑制功能，此时由于两个反馈扭矩的不同将导致反馈扭矩出现大量毛刺。
为了消除毛刺，本发明实施例提供的方法优选地还包括：对所述调节扭矩进行滤波、修正作用时长以及调整扭矩梯度变化。
由于调节扭矩较大，毛刺的尖峰值达到100Nm以上，将对整车控制造成极大影响，间接造成整车抖动。为此，除了标定合适的扭矩阈值以外，需要从根本上消除毛刺的产生。所以在软件层面增加了功能退出时的滤波，修正作用时长以及调整进出时的扭矩梯度变化。
具体地，调整扭矩梯度变化包括：将调节扭矩梯度降低到500Nm/s，并以500Nm/s的差值逐步加大调节扭矩梯度，在60ms后达到3000Nm/s的实际扭矩梯度。
当检测到振荡而进入振荡抑制功能以后，将反馈扭矩梯度降低到500Nm/s，并以500Nm/s的差值逐步加大反馈扭矩梯度，在60ms后达到3000Nm/s的实际扭矩梯度。
进一步地，该方法还包括将所述调节扭矩输入给电机，并持续0.1s以上。
增加计时，每次进入振荡抑制功能后，功能必须持续运行0.1s以上，期间振荡参数小于阈值也不退出功能。这是由于振荡的波峰和波谷的位置转速变化情况远小于中间阶段，经常将导致因为未达到阈值而退出振荡功能，为此强制功能的保持以保证功能至少在一个振荡周期内能够连续作用。具体地，振荡抑制的性能指标里，如果要求振荡频率小于10HZ，即一个振荡的时间大于0.1S，而实际数据显示的结果是无振荡抑制作用时，该频率大概在20HZ或以上，而功能作用时周期在6HZ到9HZ之间，所以选用0.1S能够保障一次作用至少跨过一个波峰的影响。最后在退出功能时按照进入功能的方式进行梯度从500Nm/s到3000Nm/s的渐变滤波，最后得到的反馈扭矩成功消除了毛刺。
本发明实施例提供的混合动力汽车的振荡抑制方法，通过获取电机转速的加速度变化情况与当前扭矩理论加速度变化情况进行比较，得到因为负载变化造成的加速度变化，通过此加速度的突变反映负载的突变，并以此加速度的变化差值获得调节扭矩，以对振荡起到抑制的作用。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车的振荡抑制方法，其特征在于，包括：
获取多个采样点的电机转速的加速度变化量以及多个采样点的扭矩；
根据所述加速度变化量获取当前加速度差值；
将多个采样点的扭矩的平均值作为电机扭矩；
根据所述电机扭矩以及预设的加速度差值与电机扭矩的关系，获取比对加速度差值；
根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩；
根据所述当前加速度差值与比对加速度差值的差，获得当前工况下的调节扭矩包括：
如果所述当前加速度差值与比对加速度差值的差大于等于预设的正阈值或小于等于预设的负阈值，则将预设的标定参数与所述当前加速度差值与比对加速度差值的差的积作为所述调节扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述调节扭矩进行滤波、修正作用时长以及调整扭矩梯度变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调整扭矩梯度变化包括：将调节扭矩梯度降低到500Nm/s，并以500Nm/s的差值逐步加大调节扭矩梯度，在60ms后达到3000Nm/s的实际扭矩梯度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述调节扭矩输入给电机，并持续0.1s以上。
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